(57)【要約】【課題】モータのリニアティ特性の低下を防止する。【解決手段】駆動装置は、少なくとも、ＰＷＭ制御のデューティー比ゼロの場合を含むモータ出力が低出力領域にあるときに、第１の駆動方向の通電状態と、前記第１の駆動方向の通電状態と極性の異なる第２の駆動方向の通電状態と、グランド状態とを必ず含むように、１変調期間内で状態を切り換え、各状態の期間が変更されることでデューティー比が変更される。【選択図】図１１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、ＰＷＭ制御のデューティー比ゼロの場合を含むモータ出力が低出力領域にあるときに、
第１の駆動方向の通電状態と、前記第１の駆動方向の通電状態と極性の異なる第２の駆動方向の通電状態と、グランド状態とを必ず含むように、１変調期間内で状態を切り換え、
各状態の期間が変更されることでデューティー比が変更される駆動装置。
【請求項２】
前記第１の駆動方向の通電状態の期間および前記第２の駆動方向の通電状態の期間が、所定の期間以上とされる請求項１に記載の駆動装置。
【請求項３】
前記モータ出力が前記低出力領域に比して高い領域である高出力領域にあるときに、
前記第１の駆動方向の通電状態と、前記第２の駆動方向の通電状態とを必ず含むように、１変調期間内で状態を切り換え、
各状態の期間が変更されることでデューティー比が変更される請求項１に記載の駆動装置。
【請求項４】
前記モータ出力が前記低出力領域に比して高い領域である高出力領域にあるときに、
前記第１の駆動方向の通電状態および前記第２の駆動方向の通電状態の一方の期間を徐々に増加させ、他方の期間を徐々に減少させる請求項１に記載の駆動装置。
【請求項５】
少なくとも、ＰＷＭ制御のデューティー比ゼロの場合を含むモータ出力が低出力領域にあるときに、
第１の駆動方向の通電状態と、前記第１の駆動方向の通電状態と極性の異なる第２の駆動方向の通電状態と、グランド状態とを必ず含むように、１変調期間内で状態を切り換え、
各状態の期間が変更されることでデューティー比が変更される駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、モータを駆動する駆動装置および駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータの駆動方式としてＰＷＭ(Pulse Width Modulation)制御方式がある。このＰＷＭ制御方式の１つとして、交番駆動ＰＷＭ制御方式がある。一方、ＰＷＭ制御方式として、交番駆動ＰＷＭ制御方式のほかに間歇駆動ＰＷＭ制御方式がある。
【０００３】
間歇駆動ＰＷＭ制御方式は、低出力領域において、モータ出力のリニアリティ特性が低下する問題がある。この点を改善する方式として、モータ出力が低出力領域では、交番駆動ＰＷＭ制御方式を実行し、モータ出力が高出力領域では、間歇駆動ＰＷＭ制御方式を実行する提案がなされている（例えば、下記特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−０４２４４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の技術は、間歇駆動ＰＷＭ制御方式と交番駆動ＰＭＷ制御方式とを切り替えて実行する。間歇駆動ＰＷＭ制御方式における１周期と交番駆動ＰＭＷ制御方式における１周期とにより、制御全体としての１周期が形成される。このため、間歇駆動ＰＷＭ制御方式または交番駆動ＰＭＷ制御方式を単独で行う際の周期に比べて、パルス電圧を印加する１周期が長くなる。周期が長くなることに起因して、モータから発生する音の周波数が可聴領域の周波数へと変化し、モータの音が雑音として聞こえる可能性があるという問題があった。
【０００６】
したがって、本開示の目的の一つは、モータから雑音が生じることを防止しつつ、モータ出力のリニアリティ特性の低下を防止できる駆動装置および駆動方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示は、例えば、
少なくとも、ＰＷＭ制御のデューティー比ゼロの場合を含むモータ出力が低出力領域にあるときに、
第１の駆動方向の通電状態と、第１の駆動方向の通電状態と極性の異なる第２の駆動方向の通電状態と、グランド状態とを必ず含むように、１変調期間内で状態を切り換え、
各状態の期間が変更されることでデューティー比が変更される駆動装置である。
【０００８】
本開示は、例えば、
ＰＷＭ制御のデューティー比ゼロの場合を含むモータ出力が低出力領域にあるときに、
第１の駆動方向の通電状態と、第１の駆動方向の通電状態と極性の異なる第２の駆動方向の通電状態と、グランド状態とを必ず含むように、１変調期間内で状態を切り換え、
各状態の期間が変更されることでデューティー比が変更される駆動方法である。
【発明の効果】
【０００９】
少なくとも一つの実施形態によれば、モータから雑音が生じることを防止しつつ、モータ出力のリニアリティ特性の低下を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】交番駆動ＰＷＭ制御方式におけるドライバ回路の構成の一例を示す図である。
【図２】交番駆動ＰＷＭ制御方式の制御を説明するための図である。
【図３】間歇駆動ＰＷＭ制御方式の制御を説明するための図である。
【図４】交番駆動ＰＷＭ制御方式における消費電力と、間歇駆動ＰＷＭ制御方式における消費電力との差異を説明するための図である。
【図５】モータ出力のリニアリティが低下する領域の一例を説明するための図である。
【図６】１周期内におけるモータの３状態を説明するための図である。
【図７】パルス電圧のパルス幅の一例を示す図である。
【図８】電圧が立ち上がる際に、遅れが生じることを説明するための図である。
【図９】駆動装置の構成の一例を示す図である。
【図１０】駆動装置における制御論理値の一例を示す図である。
【図１１】間歇駆動ＰＷＭ制御方式において印加されるパルス電圧の波形と、本制御方式において印加されるパルス電圧の波形とを対比して示した図である。
【図１２】本制御方式において印加されるパルス電圧の、パルス幅の一例を示す図である。
【図１３】間歇駆動ＰＷＭ制御方式におけるモータの両端の電位差の変化と、本制御方式におけるモータの両端の電位差の変化とを対比して示した図である。
【図１４】モードが正転であるときの、モータ出力が高出力領域におけるパルス幅の一例を示す図である。
【図１５】モードが逆転であるときの、モータ出力が高出力領域におけるパルス幅の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本開示の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、説明は、以下の順序で行う。
＜１．一実施形態＞
＜２．変形例＞
なお、以下に説明する実施形態および変形例は、本開示の好適な具体例であり、本開示の内容がこれらの実施形態および変形例に限定されるものではない。
【００１２】
＜１．一実施形態＞
「関連する技術について」
始めに、本開示に関連する技術である交番駆動ＰＷＭ制御方式および間歇駆動ＰＷＭ制御方式について説明する。
【００１３】
図１は、交番駆動ＰＷＭ制御方式によるモータ駆動制御を行うモータ駆動装置の最終段に設けられる、ドライバ回路１０の構成の一例を示すものである。ドライバ回路１０は、スイッチング素子ＳＷ１、スイッチング素子ＳＷ２、スイッチング素子ＳＷ３およびスイッチング素子ＳＷ４を有する。スイッチング素子は、例えば、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）により構成される。
【００１４】
スイッチング素子ＳＷ１〜スイッチング素子ＳＷ４がブリッジ接続されとともに、スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ４にそれぞれダイオードＤ１〜Ｄ４が並列接続される。第１および第３のスイッチング素子ＳＷ１、ＳＷ３の接続中点Ｐ１が電源ラインＶＭと接続されている。第２および第４のスイッチング素子ＳＷ２、ＳＷ４の接続中点Ｐ２がグランドＧＮＤに接続されている。
【００１５】
ドライバ回路１０において、第１および第２のスイッチング素子ＳＷ１、ＳＷ２の接続中点Ｐ３と、第３および第４のスイッチング素子ＳＷ３、ＳＷ４の接続中点Ｐ４との間に駆動対象のモータ内のコイル（以下、モータコイルと適宜、称する）ＭＣが接続されている。
【００１６】
ドライバ回路１０において、図２Ａに示すように、スイッチング素子ＳＷ１に対して駆動信号Ｓ１を印加し、スイッチング素子ＳＷ４に対して駆動信号Ｓ４を印加することで、スイッチング素子ＳＷ１およびスイッチング素子ＳＷ４がオンする。スイッチング素子ＳＷ２およびスイッチング素子ＳＷ４をオフする。この制御によって、例えば、モータコイルＭＣに正転方向の駆動電流Ｉ１を印加することができる。
【００１７】
これに対して、図２Ｂに示すように、スイッチング素子ＳＷ２に対して駆動信号Ｓ２を印加し、スイッチング素子ＳＷ３に対して駆動信号Ｓ３を印加することで、スイッチング素子ＳＷ２およびスイッチング素子ＳＷ３がオンする。スイッチング素子ＳＷ１およびスイッチング素子ＳＷ４をオフする。この制御によって、例えば、モータコイルＭＣに正転方向とは反対方向（逆転方向）の駆動電流Ｉ１を印加することができる。
【００１８】
交番駆動ＰＷＭ制御方式では、モータコイルＭＣのインダクタンスが十分に大きいときには理論上実効電流はほとんど流れない。しかしながら、実際のモータにおいてはモータコイルＭＣのインダクタンスは有限であり、中立状態においても無駄な電流が流れて電力が消費されてしまう問題がある。
【００１９】
一方、ＰＷＭ制御方式として、交番駆動ＰＷＭ制御方式のほかに間歇駆動ＰＷＭ制御方式がある。間歇駆動ＰＷＭ制御方式によるモータ駆動制御を行うモータ駆動装置の場合も、ドライバ回路１０と同様の構成とされるドライバ回路２０が最終段に設けられる。
【００２０】
ドライバ回路２０において、図３Ａに示すように、スイッチング素子ＳＷ１に駆動信号Ｓ５を印加し、スイッチング素子ＳＷ４に駆動信号Ｓ８を印加することで、スイッチング素子ＳＷ１およびＳＷ４をオンする。スイッチング素子ＳＷ２およびＳＷ３をオフする。この制御によって、モータコイルＭＣに正転方向の駆動電流Ｉ２を印加することができる。
【００２１】
これに対して、図３Ｂに示すように、スイッチング素子ＳＷ２に駆動信号Ｓ６を印加し、スイッチング素子ＳＷ４に駆動信号Ｓ８を印加することで、スイッチング素子ＳＷ２およびＳＷ４をオンする。スイッチング素子ＳＷ１およびＳＷ３をオフする。この制御によって、モータコイルＭＣに駆動電流Ｉ２を印加しない状態にすることができる。
【００２２】
さらに、図３Ｃに示すように、スイッチング素子ＳＷ２に駆動信号Ｓ６を印加し、スイッチング素子ＳＷ３に駆動信号Ｓ７を印加することで、スイッチング素子ＳＷ２およびＳＷ３をオンする。スイッチング素子ＳＷ１およびＳＷ４をオフする。この制御によって、モータコイルＭＣに逆転方向の駆動電流Ｉ２を印加することができる。
【００２３】
このような間歇駆動ＰＷＭ制御方式は、単極性のパルス電圧ＰＶをモータコイルＭＣに印加するため、モータコイルＭＣに無駄な電流が流れ難い。このため、図４に模式的に示すように、両極性のパルス電圧ＰＶをモータコイルＭＣに印加する交番駆動ＰＷＭ制御方式と比べて、消費電力の面で優れている。
【００２４】
ところで、交番駆動ＰＷＭ制御方式や間歇駆動ＰＷＭ制御方式では、ドライバ回路の出力遅延時間に応じて、駆動信号Ｓ１〜Ｓ４、Ｓ５〜Ｓ８の最小のパルス幅が決定される。ドライバ回路の出力遅延時間は、スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ４のオン／オフ切替え時の応答性と、電源短絡防止のために当該オン／オフ切替え時に設けられるデッドタイムとの少なくとも一方に応じて決定される。
【００２５】
駆動信号Ｓ１〜Ｓ４、Ｓ５〜Ｓ８のパルス幅が応答限界に近くなると、デューティー比設定に対するパルス電圧の実効電圧のリニアリティ特性、つまりモータ出力のリニアリティ特性が低下してしまうこととなる。
【００２６】
実際上、交番駆動ＰＷＭ制御方式では、正および負それぞれモータ出力１００％付近での駆動信号Ｓ１〜Ｓ４のパルス幅が小さくなる。このため、正および負それぞれモータ出力１００％付近の高出力領域においてモータ出力のリニアリティ特性の低下が発生する。
【００２７】
一方、間歇駆動ＰＷＭ制御方式では、モータ出力０％付近と、正および負それぞれモータ出力１００％付近とにおける駆動信号Ｓ５〜Ｓ８のパルス幅が小さくなる。例えば、モータを正転状態にする場合に、パルス幅が十分、確保されていれば、モータの出力電圧値が立ち上がる。一方で、パルス幅が小さい場合は、出力電圧値が立ち上がりきらない。このため、モータ出力０％付近の低出力領域と、正および負それぞれモータ出力１００％付近の高出力領域とにおいてモータ出力のリニアリティ特性の低下が発生する。
【００２８】
モータ出力のリニアリティ特性が低下するデューティー比領域は、スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ４のＰＷＭ周波数であるＰＷＭ周波数と、ドライバ回路１０および２０のスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ４の応答限界のパルス幅との比から決定されるため、同じＰＷＭ周波数であれば間歇駆動ＰＷＭ制御方式の方が、より高出力領域までリニアリティ特性を保証できるという利点がある。
【００２９】
しかしながら、図５に模式的に示すように間歇駆動ＰＷＭ制御方式は、低出力領域（例えば、−２０％〜２０％の範囲）においてモータ出力のリニアリティ特性が低下する問題がある。本開示では、モータのリニアリティ特性の低下を防止する制御を行う。この制御を行う際に、モータから雑音が生じることを防止する。
【００３０】
「本開示の概要」
本開示の内容の理解を容易にするために、本開示の概要を説明する。本開示における駆動装置は、例えば、ＤＣ(Direct Current)モータを駆動する。本開示における駆動装置は、図６に示すように、１変調期間内（１キャリア内）で、第１の駆動方向の通電状態の一例である正転（図６Ａ）、グランド状態の一例であるブレーキ（図６Ｂ）、第２の駆動方向の通電状態の一例である逆転（図６Ｃ）の３状態を実行する制御を行う。図６Ａ〜図６Ｃにおける矢印は、通電状態を模式的に示したものである。
【００３１】
少なくとも、ＰＷＭ制御のデューティー比０％の場合を含むモータ出力が低出力領域にあるときに、１変調期間内でこの３状態を必ず含むように、各状態が切り換えられる。各状態の期間が変更されることで、デューティー比が変更される。モータの低出力領域とは、モータのリニアリティ特性が低下する領域であり、例えば、モータ出力が−２０％以上で＋２０％以下の領域である。モータの高出力領域とは、例えば、モータ出力が−１００％以上で−２０％よりも小さい領域およびモータ出力が＋２０％より大きく＋１００％以下の領域である。これ以外の範囲を低出力領域および高出力領域の範囲としてもよい。
【００３２】
なお、１変調期間は１周期と同義であり、以下の説明において１変調期間を１周期と称することがある。さらに、本開示で実行される制御を本制御方式と称することがある。
【００３３】
図７は、１周期内におけるモータの各状態の遷移の一例を示す。図７では、例えば、１６進数に基づく５１２を単位として１周期を規定する。１０２４などの他の数値を単位として１周期が規定されてもよい。図７に示すＡ、Ｂ、Ｃのうち、Ａはモータの正転状態を実行するために印加されるパルス電圧のパルス幅であり、このパルス電圧をドライバ回路に加え続けるとモータが正転方向に回転する。Ｂは、モータのブレーキ状態を実行するためのパルス電圧のパルス幅である。Ｃは、モータの逆転状態を実行するためのパルス電圧のパルス幅であり、このパルス電圧をドライバ回路に加え続けるとモータが逆転方向に回転する。
【００３４】
デューティー比は、例えば、モータが正転の場合は、（Ａ−Ｃ）／５１２（但し、／は除算を示す）により計算される。モータが逆転の場合は、例えば、（Ｃ−Ａ）／５１２により計算される。
【００３５】
図７Ａは、間歇駆動ＰＷＭ制御方式の１周期において印加されるパルス電圧のパルス幅の一例を示す。デューティー比０％の場合には、正転または逆転を実行するためのパルス電圧を印加する必要がない。したがって、正転状態を実行するためのパルス幅（Ａ）は０であり、逆転状態を実行するためのパルス幅（Ｃ）も０である。パルス幅（Ｂ）は５１２とされる。
【００３６】
モータが正転の場合におけるデューティー比が０％付近（例えば、０．４％、０．８％、１．２％）を実行するために、パルス電圧が印加される。このとき印加されるパルス電圧のパルス幅（Ａ）は、デューティー比に応じて変化するものの、例えば、２、４、６・・に設定される。パルス幅（Ｃ）は０に設定される。
【００３７】
モータが逆転の場合におけるデューティー比が０％付近（例えば、０．４％、０．８％、１．２％）を実行するために、パルス電圧が印加される。このとき印加されるパルス電圧のパルス幅（Ｃ）は、デューティー比に応じて変化するものの、例えば、２、４、６・・に設定される。パルス幅（Ａ）は０に設定される。
【００３８】
上述したように、デューティー比が０％付近では、パルス幅（Ａ）またはパルス幅（Ｃ）が小さくなる。このため、パルス電圧を所定のスイッチング素子に印加しても、スイッチング素子が立ち上がりきらず、モータに印加される実効電圧が十分に立ち上がりきらない。すなわち、モータ出力のリニアリティが低下してしまう。
【００３９】
図８に模式的に示すように、（入力）信号ＩＮ１のレベルと、（入力）信号ＩＮ２のレベルとに応じて、モータの状態が切り替わるとする。例えば、信号ＩＮ１の信号のレベルがハイ（Ｈ）からロー（Ｌ）に変化した場合に、モータがブレーキ状態から逆転状態に切り替われるとする。この切替時に、例えば、ドライバ回路のスイッチング素子ＳＷ１とスイッチング素子ＳＷ２とが同時にオンになると、電源ＶＷとグランドＧＮＤが短絡してしまう。これを防止するために、一定の時間幅（デッドタイム）を設定し、短絡を防止するようにしている。
【００４０】
さらに、各スイッチング素子がスイッチング機能を実行する時間も有限であるため、信号ＩＮ１および信号ＩＮ２の遷移を基準として遅れが発生する。本制御方式では、この遅れ等を考慮して所定の時間幅を決定する。所定の時間幅以上のパルス幅を有するパルス電圧が印加されることで、スイッチング素子がオンし、出力電圧が立ち上がることを保証できる。
【００４１】
本制御方式では、同一の周期内において極性が互いに異なるパルス電圧を印加する。そして、それぞれのパルス電圧を印加するパルス幅が、所定の時間幅以上となるように設定される。
【００４２】
図７Ｂに、本制御方式の１周期において印加されるパルス電圧のパルス幅の一例を示す。図７Ｂに示す例では、所定の時間幅を１０としている。デューティー比０％では、パルス幅（Ａ）は１０に設定され、パルス幅（Ｃ）は１０に設定される。１周期の単位である５１２から、パルス幅（Ａ）およびパルス幅（Ｂ）を減算した４９２がパルス幅（Ｂ）とされる。パルス幅（Ａ）とパルス幅（Ｃ）の差分は０となることから、デューティー比は０％になる。
【００４３】
例えば、モータが正転であり、０．４％のデューティー比を実現する場合には、パルス幅（Ａ）は、所定の時間幅１０以上のパルス幅１２とされる。パルス電圧のパルス幅（Ｃ）は、所定の時間幅と同一の時間幅１０とされる。パルス幅（Ｂ）は、５１２−１０−１２から４９０とされる。デューティー比を計算すると、（１２−１０）／５１２より、デューティー比が０．４％になる。
【００４４】
本制御方式では、パルス幅（Ａ）およびパルス幅（Ｃ）は、いずれも所定の時間幅以上を有するので、ドライバ回路のスイッチング素子が確実にオンし、電圧が立ち上がる。このため、所望のデューティー比を実現するとともに、モータ出力のリニアリティが低下することを防止できる。
【００４５】
「駆動装置の構成」
図９は、モータを駆動する駆動装置の構成の一例を示す。駆動装置１００は、マイクロコンピュータ１０１、プリドライバ１０２、ブリッジ制御ロジック回路１０３およびドライバ回路１０４を含む構成とされる。
【００４６】
マイクロコンピュータ１０１は、上位のコントローラとして機能する。マイクロコンピュータ１０１が、例えば、ＤＳＰ(Digital Signal Processor)によって構成されてもよい。マイクロコンピュータ１０１は、デューティー比に応じて、パルス幅Ｔｆ、パルス幅Ｔｂおよびパルス幅Ｔｒを読み出す。デューティー比に対応したパルス幅Ｔｆ、パルス幅Ｔｂおよびパルス幅Ｔｒは、予め決められている。予め決められたパルス幅が、例えば、メモリにテーブルとして記憶されている。パルス幅Ｔｆ、パルス幅Ｔｂおよびパルス幅Ｔｒが外部の装置から供給されるようにしてもよい。
【００４７】
マイクロコンピュータ１０１は、所望のデューティー比に対応するパルス幅Ｔｆ、パルス幅Ｔｂおよびパルス幅Ｔｒを読み出す。パルス幅Ｔｆは、第１の駆動方向の通電状態を実行するためのパルス電圧のパルス幅である。パルス幅Ｔｒは、第２の駆動方向の通電状態を実行するためのパルス電圧のパルス幅である。パルス幅Ｔｂは、グランド状態を実行するためのパルス電圧のパルス幅である。パルス幅Ｔｆおよびパルス幅Ｔｒは、所定の時間幅以上とされる。１周期の単位からパルス幅Ｔｆおよびパルス幅Ｔｒを減算した時間幅がパルス幅Ｔｂとされる。
【００４８】
プリドライバ１０２は、マイクロコンピュータ１０１の動作周波数で生成された信号を、ＰＷＭ制御を実行するための周波数における信号へと変換する。例えば、マイクロコンピュータ１０１の動作周波数が２ｋＨｚ（キロヘルツ）とする。ＰＷＭ制御を実行するための周波数を２６ｋＨｚとする。この２６ｋＨｚにおいて使用できる信号となるように、マイクロコンピュータ１０１から供給される信号がプリドライバ１０２により変換される。
【００４９】
プリドライバ１０２とブリッジ制御ロジック回路１０３とが、例えば、２線（ライン）により接続される。もちろん、パルス幅Ｔｆ、パルス幅Ｔｂおよびパルス幅Ｔｒに対応して、プリドライバ１０２とブリッジ制御ロジック回路１０３とが３線で接続されてもよい。２線のラインのうち、一方のラインを使用して（入力）信号ＩＮ１が伝送される。他方のラインを使用して（入力）信号ＩＮ２が伝送される。なお、信号ＩＮ１および信号ＩＮ２は、ＰＭＷ制御を実行する周波数（例えば、２６ｋＨｚ）に応じて伝送される。
【００５０】
ブリッジ制御ロジック回路１０３は、プリドライバ１０２から供給される信号のレベルに応じて、ドライバ回路１０４を制御する。ブリッジ制御ロジック回路１０３は、スイッチング素子ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３およびＳＷ４のそれぞれを駆動する駆動信号Ｓ１０〜Ｓ１３を生成する。
【００５１】
モータの正転状態を実行するときは、ブリッジ制御ロジック回路１０３は、スイッチング素子ＳＷ１に駆動信号Ｓ１０を供給し、スイッチング素子ＳＷ１をオンする。さらに、ブリッジ制御ロジック回路１０３は、スイッチング素子ＳＷ４に駆動信号Ｓ１３を供給し、スイッチング素子ＳＷ４をオンする。スイッチング素子ＳＷ２およびスイッチング素子ＳＷ３はオフされる。
【００５２】
モータのブレーキ状態を実行するときは、ブリッジ制御ロジック回路１０３は、スイッチング素子ＳＷ２に駆動信号Ｓ１１を供給し、スイッチング素子ＳＷ２をオンする。さらに、ブリッジ制御ロジック回路１０３は、スイッチング素子ＳＷ４に駆動信号Ｓ１３を供給し、スイッチング素子ＳＷ４をオンする。スイッチング素子ＳＷ１およびスイッチング素子ＳＷ３はオフされる。
【００５３】
モータの逆転状態を実行するときは、ブリッジ制御ロジック回路１０３は、スイッチング素子ＳＷ２に駆動信号Ｓ１１を供給し、スイッチング素子ＳＷ２をオンする。さらに、ブリッジ制御ロジック回路１０３は、スイッチング素子ＳＷ３に駆動信号Ｓ１２を供給し、スイッチング素子ＳＷ３をオンする。スイッチング素子ＳＷ１およびスイッチング素子ＳＷ４はオフされる。
【００５４】
ドライバ回路１０４は、上述したドライバ回路１０またはドライバ回路２０と同様の構成とされる。すなわち、第１のスイッチング素子ＳＷ１と、第２のスイッチング素子ＳＷ２とが直接に接続される。第３のスイッチング素子ＳＷ３と、第４のスイッチング素子ＳＷ４とが直接に接続される。
【００５５】
スイッチング素子ＳＷ１およびスイッチング素子ＳＷ２の接続中点Ｐ３と、スイッチング素子ＳＷ３およびスイッチング素子ＳＷ４の接続中点Ｐ４との間に、モータコイルＭＣが接続される。
【００５６】
「制御論理値の一例」
図１０は、モータの３状態（モード）のそれぞれを実行する制御論理値の一例を示す。モータのブレーキ状態を実行する際は、信号ＩＮ１の信号レベルがＨとされ、信号ＩＮ２のレベルがＨとされる。モータをブレーキ状態にする時間幅に対応する時間、Ｈレベルの信号ＩＮ１と、Ｈレベルの信号ＩＮ２が、プリドライバ１０２からブリッジ制御ロジック回路１０３に供給される。
【００５７】
ブリッジ制御ロジック回路１０３は、供給される信号に応じて、スイッチング素子ＳＷ２およびスイッチング素子ＳＷ４をオンし、スイッチング素子ＳＷ１およびスイッチング素子ＳＷ３をオフする。モータコイルＭＣの両端（ＯＵＴ１およびＯＵＴ２）の電圧レベルは、ともにＬとなる。
【００５８】
モータを正転状態にする制御が実行される際は、信号ＩＮ１の信号レベルがＨとされ、信号ＩＮ２の信号レベルがＬとされる。モータを正転状態にする時間幅に対応する時間、Ｈレベルの信号ＩＮ１と、Ｌレベルの信号ＩＮ２が、プリドライバ１０２からブリッジ制御ロジック回路１０３に供給される。
【００５９】
ブリッジ制御ロジック回路１０３は、供給される信号に応じて、スイッチング素子ＳＷ１およびスイッチング素子ＳＷ４をオンし、スイッチング素子ＳＷ２およびスイッチング素子ＳＷ３をオフする。モータコイルＭＣの一端（スイッチング素子ＳＷ１およびスイッチング素子ＳＷ２の接続点側の一端）であるＯＵＴ１の電圧レベルはＨとなる。モータコイルＭＣの他端（スイッチング素子ＳＷ３およびスイッチング素子ＳＷ４の接続点側の一端）であるＯＵＴ２の電圧レベルはＬとなる。
【００６０】
モータを逆転状態にする制御が実行される際は、信号ＩＮ１の信号レベルがＬとされ、信号ＩＮ２の信号レベルがＨとされる。モータを逆転状態にする時間幅に対応する時間、Ｌレベルの信号ＩＮ１と、Ｈレベルの信号ＩＮ２が、プリドライバ１０２からブリッジ制御ロジック回路１０３に供給される。
【００６１】
ブリッジ制御ロジック回路１０３は、供給される信号に応じて、スイッチング素子ＳＷ２およびスイッチング素子ＳＷ３をオンし、スイッチング素子ＳＷ１およびスイッチング素子ＳＷ４をオフする。モータコイルＭＣの一端であるＯＵＴ１の電圧レベルはＬとなる。モータコイルＭＣの他端であるＯＵＴ２の電圧レベルはＨとなる。
【００６２】
「パルス幅の一例」
図１１は、間歇駆動ＰＭＷ制御方式におけるパルス電圧のパルス幅と、本制御方式におけるパルス電圧のパルス幅を対比して示したものである。図１１Ａが、間歇駆動ＰＭＷ制御方式におけるパルス電圧のパルス幅を示し、図１１Ｂが、本制御方式におけるパルス電圧のパルス幅を示す。図面に向かって上下方向に対応するパルス電圧は、同一のデューティー比に対応している。図面に向かって、左側ほどデューティー比が小とされ、右側ほどデューティー比が大とされる。
【００６３】
図１１Ａは、間歇駆動ＰＷＭ制御方式で印加されるパルス電圧のパルス幅を模式的に示したものである。１周期Ｔ内では、正極性のパルス電圧しか印加されない。間歇駆動ＰＷＭ制御方式で生じる問題点は、上述してあるので、重複した説明を省略する。
【００６４】
図１１Ｂは、本制御方式において印加されるパルス電圧のパルス幅を模式的に示したものである。１周期Ｔ内において、正極性のパルス電圧ＰＶ１０および負極性のパルス電圧ＰＶ２０が印加される。パルス電圧ＰＶ１０は、所定の時間幅以上の時間幅に設定されるパルス幅Ｔｆの間、印加される。パルス電圧ＰＶ２０は、所定の時間幅と同一の時間幅を有するパルス幅Ｔｒの間、印加される。このように、本制御方式では、１周期内において、極性の異なるパルス電圧を印加する。
【００６５】
デューティー比０％では、パルス電圧ＰＶ１０およびパルス電圧ＰＶ２０のパルス幅は同一のパルス幅とされる。さらに、デューティー比が大きい（例えば、１００％）場合に、パルス電圧ＰＶ２０のパルス幅を０にしているが、この点については後述する。
【００６６】
図１２は、デューティー比が０％およびデューティー比が０％付近（例えば、０．４％、０．８％、１．２％）において設定されるパルス幅（パルス幅Ｔｆ、パルス幅Ｔｂおよびパルス幅Ｔｒ）の一例を示す。少なくともモータ出力が低出力領域では、モータを３状態のいずれに制御する場合でも、パルス幅Ｔｆおよびパルス幅Ｔｒが所定の時間幅１０以上とされる。これにより、モータが正転方向に回転するときの通電状態の期間と、モータが逆転方向に回転するときの通電状態の期間とが所定の期間以上とされる。
【００６７】
図１３Ａは、間歇駆動ＰＷＭ制御方式の処理の結果を模式的に示したものである。デューティー比が小さい場合に、スイッチング素子が立ち上がる時間よりパルス電圧のパルス幅が小さくなる。ドライバ回路のスイッチング素子がオンしないため、モータの両端電圧が電圧ＶＭまで立ち上がりきらない。これに対して、図１３Ｂに示す本制御方式では、極性の異なるパルス電圧を印加するパルス幅をともに、時間幅Ｔｓ以上に設定している。このため、ドライバ回路のスイッチング素子がオンになり、モータの両端電圧が電圧ＶＭまで立ち上がる。
【００６８】
以上説明したように、本制御方式によれば、低消費電力を図りながらモータ出力のリニアリティが低下することを防止できる。さらに、１周期内で極性の異なるパルス電圧を印加するだけでよいので、新たな構成を追加する必要がなく、装置のコストが増加したり、装置のサイズが大きくなることがない。さらに、制御における１周期（１変調期間）が変化しないため、周期が長くなりモータから雑音が生じることを防止できる。
【００６９】
なお、本開示では、所定の時間幅をパルス変調幅（変調期間）に対する割合により規定していない。このため、パルス変調幅（変調期間）が変化しても、パルス電圧ＰＶ１０が印加されるパルス幅やパルス電圧ＰＶ２０が印加されるパルス幅を、所定の時間幅以上に設定できる。
【００７０】
「高出力領域における処理」
モータ出力が高出力領域における処理について説明する。モードが正転の場合において、デューティー比１００％を正確に実現する必要がない場合は、図１４Ａに例示するように、パルス幅Ｔｒが所定の時間幅に設定されるようにしてもよい。例えば、デューティー比が１００％である場合は、パルス幅Ｔｒが所定の時間幅と同一の時間幅１０とされ、５１２から１０を減算した５０２がパルス幅Ｔｆとされる。パルス幅Ｔｂが０とされる。
【００７１】
この場合は、（５０２−１０）／５１２から、デューティー比が略９６．０％になる。デューティー比１００％が正確に実現されないものの、低出力領域における処理と高出力領域における処理とを異ならせる必要がない。モータ出力が高出力領域にあるときに、モータが正転方向に回転する通電状態と、モータが逆転方向に回転する通電状態とを含むように、１周期内で状態が切り換えられる。グランド状態を設定する必要はない。
【００７２】
デューティー比１００％を正確に実現する場合は、図１４Ｂに例示するように、デューティー比１００％に近付くにつれ、パルス幅Ｔｆを徐々に増加させ、パルス幅Ｔｒを徐々に減少させるようにしてもよい。例えば、パルス幅Ｔｒが５１２に設定され、パルス幅Ｔｂおよびパルス幅Ｔｒが０に設定されることで、デューティー比１００％を正確に実現できる。
【００７３】
モードが逆転の場合において、デューティー比１００％を正確に実現する必要がない場合は、例えば、図１５Ａに例示するように、パルス幅Ｔｆが所定の時間幅と同一の時間幅に設定されるようにしてもよい。例えば、デューティー比が１００％である場合は、パルス幅Ｔｆが所定の時間幅と同一の時間幅１０とされ、５１２から１０を減算した５０２がパルス幅Ｔｒとされる。パルス幅Ｔｂが０とされる。
【００７４】
この場合は、（５０２−１０）／５１２から、デューティー比が略９６．０％になる。デューティー比１００％が正確に実行されないものの、低出力領域における処理と高出力領域における処理とを異ならせる必要がない。
【００７５】
デューティー比１００％を正確に実行する場合は、図１５Ｂに例示するように、デューティー比１００％に近付くにつれ、パルス幅Ｔｆを徐々に減少させ、パルス幅Ｔｒを徐々に増加するようにしてもよい。例えば、パルス幅Ｔｒが５１２とされ、パルス幅Ｔｂおよびパルス幅Ｔｒが０とされることで、デューティー比１００％を正確に実現できる。
＜２．変形例＞
以上、本開示の一実施形態について説明したが、本開示は、上述した実施形態に限られることなく、種々の変形が可能である。以下、変形例について説明する。
【００７６】
本開示は、モータコイルが１つのＤＣモータを駆動制御するための駆動装置のほか、他の構成のモータを駆動制御する種々の駆動装置に幅広く適用できる。所定の時間幅や１周期等の数値は、あくまで例示であり、例示した数値に限定されることはない。
【００７７】
本開示は、装置のほか、方法として実行することができる。実施形態および変形例における構成および処理は、技術的矛盾が生じない範囲で適宜、削除または変更することができる。
【００７８】
本開示は、以下の構成をとることもできる。
（１）
少なくとも、ＰＷＭ制御のデューティー比ゼロの場合を含むモータ出力が低出力領域にあるときに、
第１の駆動方向の通電状態と、前記第１の駆動方向の通電状態と極性の異なる第２の駆動方向の通電状態と、グランド状態とを必ず含むように、１変調期間内で状態を切り換え、
各状態の期間が変更されることでデューティー比が変更される駆動装置。
（２）
前記第１の駆動方向の通電状態の期間および前記第２の駆動方向の通電状態の期間が、所定の期間以上とされる（１）に記載の駆動装置。
（３）
前記モータ出力が前記低出力領域に比して高い領域である高出力領域にあるときに、
前記第１の駆動方向の通電状態と、前記第２の駆動方向の通電状態とを必ず含むように、１変調期間内で状態を切り換え、
各状態の期間が変更されることでデューティー比が変更される（１）または（２）に記載の駆動装置。
（４）
前記モータ出力が前記低出力領域に比して高い領域である高出力領域にあるときに、
前記第１の駆動方向の通電状態および前記第２の駆動方向の通電状態の一方の期間を徐々に増加させ、他方の期間を徐々に減少させる（１）または（２）に記載の駆動装置。
（５）
少なくとも、ＰＷＭ制御のデューティー比ゼロの場合を含むモータ出力が低出力領域にあるときに、
第１の駆動方向の通電状態と、前記第１の駆動方向の通電状態と極性の異なる第２の駆動方向の通電状態と、グランド状態とを必ず含むように、１変調期間内で状態を切り換え、
各状態の期間が変更されることでデューティー比が変更される駆動方法。
【符号の説明】
【００７９】
１００・・・駆動装置
１０１・・・マイクロコンピュータ
１０４・・・ドライバ回路
ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４・・・スイッチング素子
ＭＣ・・・モータコイル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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